基于小波变换的离心风机故障诊断方法

刘文静等

摘要：异常振动是离心风机故障的主要表现形式，严重时影响生产运行。引起风机振动的原因很多，本文运用小波变换对离心风机振动故障进行分析，总结出引起离心风机振动超标的主要原因，对故障点进行检修。

关键词：离心风机；故障诊断；小波变化

Abstract： Abnormal vibration is the main form of centrifugal fan failure， affecting the production when vibrating seriously. Many causes lead to vibration of the fan. Based on the analysis of vibration fault of centrifugal fan with the method of wavelet transformation，the article summarize the main causes of vibtation of centrifugal fan，making themaintenance of fault point easier.

Key words ： Centrifugal fan， fault diagnosis，wavelet transform

0.前言

现代大型机组的安全运营越来越受到业内的重视，而故障特征的提取和分类又是振动故障诊断技术中的关键问题。离心风机非正常振动是风机隐患的最显著表现，也是事故发生的先兆。本文通过小波变化的诊断方法对非平稳信号分析，分解出时间与尺度平台，使其时间、频率局部化信息充分表现出来，探索出振动故障解决的方法，取得显著效果。

1.小波分析方法介绍

1.1小波分析方法

小波分析方法是在时域、频域内对信号进行分析处理，更好的反应信号的本质特征。时域和频率构成了观察信号的两种方法，基于Fourier变换的信号频域表示及其能力的频域分布揭示了信号在频域的特征，它在传统的信号分析与处理中发挥了极其重要的作用。为了分析和处理非平稳信号，通过Fourier的变化推广，对信号实现时间-频率的联合描述，接下来简单介绍小波变换分析方法。

2.2故障原因分析

小波变换既保持了傅里叶变换的优点，又加入时频分析过程。通过对上述信号频率采用逐步精细的时域或频域取样步骤，从而聚焦到信号的细节，进行多分辨率的时频分析，小波分解后，相对频率可以看出系统异常点的出现频率，重构细节的信息及近似信号，反应出故障振动信号的特征，通过时频图分析出振动的故障发生点：

（1）轴承运时，内圈、外圈滚道表面及滚动体表面的损伤引起振动和噪声；

（2）滚动体在这些凹凸面上转动，产生交变的激振力引起设备的振动；

（3）滚动体的尺寸大小不一造成轴承振动；

（4）轴的弯曲导致轴承偏移，转动时产生的振动；

（5）安装过程中轴承游隙过大或滚道偏心时引起轴承的振动；

3.振动故障处理

3.1更换轴承，紧固轴承座，保证轴与孔的定位

拆卸轴承后，轴承内外圈有鱼鳞状的点蚀小坑，滚动体脱出保持架。对损坏的轴承进行更换并调整轴承座，重新组装在原来的位置，以免产生新的不平衡。另外，如果导致的振动与机器或结构的某些部件产生共振，可能造成更严重的振动，为了防止这类误差，从平衡轴拆下转子时在孔与轴接触点做标记，安装时在水平放置的轴上滑动转子，直到标记处相对时，在这个位置卡紧。

3.2叶轮安装

安装叶轮前使用磁粉探伤检查叶片裂纹及伤痕，更换破损的叶片与原叶片材料一致。装配叶片时将叶片逐个过称，将质量最小的叶片，放在叶轮圆盘的对称位置上，减少叶轮的不平衡度。

3.3联轴器装配

连轴器安装不对中相当于对该转子施加了一个不平衡的负荷。因此，半连轴器与轴头的配合紧密，高速转子的轴头配合接触面需保证大于80%，并保证其端面与中心线的垂直度。

4.结论

按照上述方案維修后对同一点A进行振动测试，并对数据进行小波分析，处理后故障特征频率消失如图6所示。

本文通过运用小波变换对离心风机的振动故障进行分析，实现风机转子组件的平衡及对中，在安装过程中严格执行作业标准，减少了停机时间，优化维修资源，使之达到技术要求。今后的维修过程中，我们将结合小波变换诊断技术对离心风机振动轴心进行准确、有效的诊断。

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